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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Einbringen und Verblasen von Gesteinsstaub zur Bindung von Kohlestaub während des Vortriebes bzw. der Gewinnung von Kohle mit einer Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine sowie auf eine Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens.
In Untertagebergwerken werden zur Vermeidung von Explosionen verschiedene Massnahmen angewandt. Neben der Möglichkeit, Funkenbildung durch Ausstossen von Wasser oder Wasser- luftgemischen hintanzuhalten, ist es bekannt, insbesondere in Kohlebergwerken abgelagerten Kohlenstaub an den Streckenwandungen, wie beispielsweise der Firste oder der Ulme, mit feinge- mahlenem Staub abzudecken bzw. so zu vermischen, dass ein zündhemmendes Gemisch erzielt wird. Für das Einbringen von Gesteinsstaub zum Abbinden von Kohlestaub sind unterschiedliche Einrichtungen bekannt geworden. Die US 4,394,975 A zeigt und beschreibt einen verfahrbaren Wagen, mit welchem Gesteinsmehl in die Strecke eingebracht werden kann. An einen derartigen Wagen werden in der Folge ein Mischer und ein Schlauch angeschlossen, über welchen händisch der Staub vor Ort versprüht werden kann.
Bei derartigen Einrichtungen ist ein umfangreicher Schutz des Bedienungspersonals erforderlich. Der DE 23 30 714 A1 ist eine Austragsvorrichtung zum Verblasen von feingemahlenem Staub in Strecken von Untertagebergwerken zu entnehmen, bei welcher das Ausblasen nun nicht mehr von Hand erfolgen muss und insbesondere der Nachteil vermieden werden soll, dass Druckverluste in entsprechend langen Austragleitungen auftreten.
Auch bei dieser Einrichtung muss eine zuvor eingesetzte Vortriebs- und Gewinnungsmaschine aus der Strecke zurückgefahren werden, um das Vorbringen und Einbringen der entsprechenden Austragsvorrichtung zu ermöglichen, wodurch umfangreiche Manöver erforderlich sind. Ähnliches gilt für die Ausbildung gemäss der EP 149 506 sowie der US 3,871,588, welche grossbauende Einrichtungen zeigen, welche in der Strecke an die jeweilige Position verfahren werden können.
Um ein derartiges Verfahren an den Einsatzort zu ermöglichen, muss aber auch hier wiederum zuvor die Vortriebs- und Gewinnungsmaschine aus ihrer Vortriebs- bzw. Gewinnungsposition zurückverfahren werden, wodurch ein kontinuierlicher Abbau nicht mehr möglich ist und erhebliche Unterbrechungszeiten in Kauf genommen werden müssen.
Ein weiteres Verfahren zum Einbringen und Verblasen von Gesteinsstaub ist aus der US 3,333,896 bekannt geworden. Bei diesem Verfahren wird der Gesteinsstaub während des Vortriebes nahe der Ortsbrust in Richtung zur Ortsbrust ausgestossen, wodurch sich eine Vermi- schung der abzubauenden Kohle mit dem Gesteinsstaub ergibt. Dies hat den Nachteil das eine nachträgliche Reinigung und eine Abtrennung der abgebauten Kohle von Gesteinsstaub erforder- lich ist.
Die Erfindung zielt nun darauf ab, ein Verfahren und eine Vorrichtung der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen das Einbringen von Staubgemischen ohne ein Zurückfahren der Vortriebsmaschine und damit ohne Unterbrechung des Auffahrens der Strecke möglich ist. Das erfindungsgemässe Verfahren soll hierbei gleichzeitig während des Vortriebs und bereits unmittel- bar nach dem Ausbruch durchgeführt werden können, sodass unmittelbar im Bereich der Vor- triebsmaschine die Staubbindung im First- und Ulmbereich sichergestellt werden kann, ohne den Vortriebsvorgang unterbrechen zu müssen, wodurch die Betriebssicherheit erhöht und insbesonde- re die Gefahr einer Zündung wesentlich herabgesetzt werden kann.
Zur Lösung dieser Aufgabe besteht das erfindungsgemässe Verfahren im wesentlichen darin, dass nach dem Schrämen eines Abschlages oder Ausbruches die Schrämwerkzeuge relativ zu einem verfahrbaren Maschinenrahmen zurückgezogen werden und dass während des Verfahrens des Maschinenrahmens in eine neue Abschlags- bzw. Ausbruchposition über am Maschinenrah- men angeordnete Düsen Gesteinsstaub mit Druckmedium, insbesondere Druckluft an die von den Schrämwerkzeugen freigelegten First- und Ulmflächen ausgeblasen wird.
Dadurch, dass lediglich die Schrämwerkzeuge relativ zu einem verfahrbaren Maschinenrah- men nach dem Schrämen eines Abschlages oder Ausbruches zurückgezogen werden, was bei- spielsweise bei auf einem Schlitten gelagerten Schrämwerkzeugen in einfacher Weise gelingt, kann die nachfolgende Neupositionierung der Vortriebs- bzw. Gewinnungsmaschine unmittelbar für die mechanische Bestaubung über eine entsprechende Strecke herangezogen werden.
Während des Zurückziehens derartiger Schrämwerkzeuge mittels eines Schlittens kann eine auf einem Raupenfahrwerk selbstverfahrbare Schrämmaschine in Richtung zur Ortsbrust vorgefahren wer- den, und eben dieser Fahrvorgang in Richtung zur Ortsbrust ermöglicht es, einen axialen Abschnitt
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der Strecke zuverlässig mit Gesteinsstaub zu beaufschlagen, wobei sich dieser axiale Streckenab- schnitt nahe der Ortsbrust befindet und damit die Sicherheit wesentlich erhöht wird.
Wesentlich für den optimalen Schutz von Bedienungspersonal ist es hierbei, dass die Düsen, welche am Maschi- nenrahmen angeordnet sein müssen, am Vorderende der Maschine bei diesem Verfahren der Maschine auf dem Raupenfahrwerk nur in dem ortsbrustnahen Teilbereich zur Wirkung gelangen, sodass hier eine sichere Bewetterung durch Absaugen möglich wird, welche im hinteren Bereich der Strecke befindliche Personen optimal zu schützen in der Lage ist. Mit Vorteil wird daher das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass vor dem Ausblasen des Gesteinsstaubes wenigstens eine Absauglutte in Richtung zur Ortsbrust verschoben und positioniert wird.
Bei die- sem Verfahren wird somit jene Phase des Vortriebs ausgenützt, in welcher das Grundgerät, näm- lich der Rahmen mit dem Raupenfahrwerk nach der Durchführung eines Abschlagens um in der Regel ca. 1 bis 1,5 m in eine neue Position verbracht wird. Nach dem vorangehenden Abschlag wird die Abstützung der Vortriebsmaschine eingefahren, um dieses Verfahren des Grundgerätes zu ermöglichen. In dieser Phase kann aufgrund des örtlichen Versatzes der Vortriebsmaschine selbst auch keine Ankerung eingebracht werden, sodass genau dieser bei einem kontinuierlichen Verfahren immer auftretende Leerlauf für das sogenannte "stone dusting" bzw. Verblasen von Gesteinsmehl genützt werden kann.
Mit Vorteil wird das erfindungsgemässe Verfahren so durchgeführt, dass vor dem Ausblasen des Gesteinsstaubes Abdeckkappen von den Düsen abgenommen oder geöffnet werden. Derarti- ge Abdeckkappen, welche abgeklappt oder abgenommen werden können, um eine Öffnung zu ermöglichen, dienen dem optimalen Schutz der Düsen im Schräm- bzw. Gewinnungsbetrieb. Um nun sicherzustellen, dass Gesteinsstaub auch über derartige stationäre Düsen zuverlässig und ohne Verstopfungsgefahr ausgebracht werden kann, wird das Verfahren mit Vorteil so durchge- führt, dass der Gesteinsstaub mit einem mechanischen Förderer, insbesondere Schneckenförde- rer, in die Ausblasleitung gefördert wird und dass die Druckluft zeitverzögert zur mechanischen Förderung zugeschaltet und abgeschaltet wird.
Dadurch, dass die mechanische Förderung gegen- über der Beaufschlagung mit Druckluft zeitverzögert erfolgt, wird zum einen sichergestellt, dass eine entsprechende Menge an Material bereits in der Ausblasleitung vorliegt, wenn die Druckluft eingeschaltet wird, wobei der Nachlauf in der Folge dem Säubern der Düsen dient und auf die Art und Weise einem unerwünschten Verlegen oder Verstopfen der Düsen entgegenwirkt.
In besonders vorteilhafter Weise erfolgt das Nachfahren der Vortriebs- und Gewinnungsma- schine gegenüber dem Ausblasvorgang zeitverzögert, wodurch sichergestellt werden kann, dass die Staubwand an der Firste und an den beiden Ulmen durch ein vorzeitiges Verfahren der Vor- triebsmaschine nicht unterbrochen, sondern vollflächig gegeben ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren lässt sich naturgemäss besonders bevorzugt mit einer speziell für die Bedürfnisse dieses Verfahrens eingerichteten Vorrichtung durchführen. Die erfindungsge- mässe Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine zur Durchführung dieses Verfahrens mit einem ver- fahrbaren Maschinenrahmen, einem am Maschinenrahmen verschieblich gelagerten Schlitten mit einem schwenkbaren Auslegerarm, an welchem Schrämköpfe oder -walzen rotierbar gelagert sind und mit einer Ladeeinrichtung zum Aufnehmen des geschnittenen oder gebrochenen Materials ist zu diesem Zweck im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass am verfahrbaren Maschinen- rahmen wenigstens eine Düse für das Zerstäuben von Gesteinsstaub und wenigstens ein Vorrats- bunker und eine Druckluftquelle an der Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine angeordnet ist.
Ausgehend von einer derartigen speziellen Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine, bei welcher die zurückziehbaren Schrämwerkzeuge gemeinsam mit einem Schlitten, an welchem ein schwenkba- rer Auslegerarm gelagert ist, relativ zum Maschinenrahmen zurückgefahren werden können, wobei der Maschinenrahmen selbst in vorteilhafter Weise mittels eines Raupenfahrwerkes verfahrbar ist, genügt es, die Düse(n) für das Zerstäuben von Gesteinsstaub am Maschinenrahmen selbst vorzu- sehen und eine entsprechende Druckluftquelle und einen Vorratsbunker für das Gesteinsmehl bereitzustellen.
Die Anordnung der Düse(n) am verfahrbaren Maschinenrahmen erlaubt es, die Zeitspanne, welche für das Verfahren der Maschine benötigt wird, gleichzeitig als Linearantrieb der Düse(n) in Richtung zur Ortsbrust zu nutzen, sodass ein entsprechend relativ schmaler Schleier eine grosse axiale Länge im Zuge des Verfahrens des Grundrahmens bzw. Maschinenrahmens bestreicht.
Mit Vorteil ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass die Düsen in Vortriebsrichtung vor den
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Bedienerständen der Maschinen- und Ankerbohr- und-setzeinrichtungs-Operatoren am vorderen
Teil des Maschinenrahmens angeordnet sind. Auf diese Weise wird vermieden, dass die Operato- ren sich innerhalb der Strömung des Gesteinsstaubes und der an die Ortsbrust vorgezogenen
Sauglutten für die Bewetterung aufhalten. Die Düsen weisen hierbei bevorzugt eine Gesamtstrahl- charakteristik auf, die die freigelegten First- und Ulmflächen umfassen, wobei besonders bevorzugt mindestens zwei Düsen einen Auffächerungsquerschnitt aufweisen, welcher sich über einen
Zentriwinkel von über 150 , vorzugsweise 180 , normal zur Maschinenlängsachse erstreckt.
Düsen mit einem derartigen Austrittsquerschnitt können das zu verblasende Gesteinsmehl im wesentli- chen in einer zur Maschinenlängsachse orthogonalen Ebene versprühen, wobei gleichzeitig ein relativ grosser Bereich der Firste und der Ulme mit Sicherheit erfasst werden kann.
Mit besonderem Vorteil ist die Ausbildung hierbei so getroffen, dass die Düsen den Strahl jeder
Düse über einen Winkel von 0 bis 15 Grad von der Vertikalebene zu einer zum Maschinenvorde- . rende geneigten Ebene verteilt. Eine derartige Neigung des Austrittswinkels der Düsen in Richtung zur Ortsbrust führt zu einer besseren Verteilung des Gesteinsmehls an den zu besprühenden
Flächen und führt weiters zu einer Verbesserung der Absaugung des Luftstromes des Bindemittels nach dem Abbinden mit dem oberflächlichen Kohlenstaub durch eine saugende Lutte in unmittel- barer Nähe der Ortsbrust. Insgesamt können auf diese Weise die Maschinenoperatoren von
Behinderungen durch die Bestaubung freigehalten werden. Zum optimalen Schutz der Düsen während des Schräm- bzw.
Gewinnungsbetriebes ist die Ausbildung mit Vorteil so getroffen, dass die Düsen mit steuerbaren Kappen zum Verschliessen und Freigeben der Austrittsquerschnitte ausgebildet sind.
Eine besonders gute Abdeckung des zu schützenden Bereiches lässt sich dadurch sicherstel- len, dass zu beiden Seiten der Längsmittelachse des Maschinenrahmens je eine Düse angeordnet ist, wobei sich gezeigt hat, dass mit lediglich zwei derartigen Düsen bereits ein weitestgehend vollständiger Schutz erzielt werden kann.
Mit besonderem Vorteil ist die Ausbildung so getroffen, dass mit dem Maschinenrahmen
Ankerbohr- und -setzeinrichtungen verbunden sind und dass die Düsen in der Draufsicht vor der
Ankerbohr- und -setzeinrichtung am Maschinenvorderende angeordnet sind. Ankerbohr- und -setzeinrichtungen müssen während des Verfahrens des Maschinenrahmens ebenso wie entspre- chende Abstützungen zwischen Firste und Sohle ausser Eingriff gebracht werden, wobei derartige
Ankerbohr- und -setzeinrichtungen häufig auch Spüleinrichtungen beinhalten, mit welchen Bohr- klein durch Pressluft ausgebracht werden kann. Derartige Luftkompressoren können nun in beson- ders einfacher Weise in der Phase, in welcher eine Ankerung bzw. ein Bohren nicht erfolgt, zum
Einbringen des Gesteinsstaubes bzw.
Bindemittels herangezogen werden, womit sich die erforder- liche Zusatzeinrichtung bei einer derartig adaptierten Vortriebs- und Gewinnungsmaschine auf eine
Transporteinheit für das Gesteinspulver und die entsprechenden Düsen beschränkt.
Eine derartige maschinenintegrierte Austragsvorrichtung für den Gesteinsstaub erlaubt es, ohne Stillstandszeiten das übliche Abbauprogramm zu fahren, da die auch beim kontinuierlichen
Betrieb erforderliche Zeitspanne für den Nachfahrprozess der Vortriebsmaschine für das Bestau- ben herangezogen werden kann.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Aus- führungsbeispieles einer für die Durchführung des Verfahrens besonders geeigneten Vorrichtung näher erläutert. In dieser zeigen Fig. 1 eine schematische Seitenansicht einer Vortriebs- und
Gewinnungsmaschine entsprechend der Erfindung, fig.2 eine Draufsicht auf eine derartige Vor- triebsmaschine und Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles lll der Fig.1 bzw. der Fig. 2 auf eine derartige Maschine in Richtung zur Ortsbrust.
In Fig. 1 ist mit 1 ein Maschinenrahmen einer Vortriebs- oder Gewinnungsmaschine bezeichnet, welcher mittels eines Raupenfahrwerkes 2 verfahrbar ist. Am Maschinenrahmen ist ein Schlitten 3 in Richtung des Doppelpfeiles 4 verschieblich gelagert, welcher einen schwenkbaren Auslegerarm
5 trägt. Am schwenkbaren Auslegerarm 5 sind Schrämwalzen 6 rotierbar gelagert. Die Vortriebs- und Gewinnungsmaschine weist weiters eine Ladeeinrichtung 7 auf, mit welcher das geschrämte
Material von der Sohle 8 über schwenkbare Arme 9 aufgenommen werden kann und zu einer
Abfördereinrichtung weitergeleitet werden kann. Die Abfördereinrichtung besteht hierbei aus einem maschinenintegrierten ersten Abschnitt 10, welcher entsprechend schwenkbar und höhenverstell- bar ist und an seinem Abwurfende 11 das Material auf nachfolgende Steckenförderer übergibt.
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Die Schrämwalzen 6 bearbeiten die Ortsbrust 12, wobei nach Fertigstellung eines Abschlags und Absenkens der Walzen 6 durch Verschwenken des Schrämarmes 5 in im wesentlicher vertika- ler Richtung der Schlitten 3 in Richtung des Doppelpfeiles nach hinten zurückgefahren werden kann, wobei gleichzeitig eine schematisch mit 13 angedeutete Lutte bis nahe an die Ortsbrust 12 vorgebaut wird. In der Folge kann nun die Maschine mit ihrem Maschinenrahmen mittels der Rau- pen des Raupenfahrwerkes 2 in Richtung des Doppelpfeiles 4 zur Ortsbrust 12 während des
Zurückfahrens des Schlittens nach vorne verbracht werden.
Im Zuge dieses Verfahrens der Maschine zur Erzielung einer neuen Position, in welcher die
Maschine neuerlich abgestützt wird, werden Düsen 14 zugeschaltet, welche über einen schema- tisch mit 15 angedeuteten Kompressor mit Druckluft beaufschlagt werden, wobei aus einem ent- sprechenden Vorratsbehälter 16 Gesteinsstaub zu den Düsen transportiert und über die Düsen ausgestossen wird. Der Ausstoss erfolgt in einer im wesentlichen zur Ebene der Ortsbrust 12 paral- lelen Ebene 17, wobei die Düsen so ausgebildet und justiert sind, dass ein zur Ortsbrust geneigter
Kegel entsteht, welcher sich über einen Winkel a von etwa 15 erstreckt. Durch Verfahren des
Maschinenrahmens 1 streicht dieser Bestaubungsstrahl über die Firste 18 und die Ulme 19, wie dies insbesondere aus Fig.2 in der Draufsicht ersichtlich ist.
Es wird somit gleichzeitig mit nur 2 derartigen Düsen 14 die gesamte Firste 18 und die Ulme 19 weitestgehend bestrichen, wobei der ¯ Strahl, welcher sich über den Zentriwinkel a von 15 erstreckt, entsprechend zur Ortsbrust 12 vorgebracht wird, sodass nahe der Ortsbrust eine entsprechende Staubabbindung erfolgen kann.
Die Darstellung gemäss Fig.2 zeigt darüber hinaus noch die seitliche Verschwenkbarkeit des Abför- derers 10 um eine im wesentliche vertikale Achse 20. Weiters sind in Fig.2 Abstützstempel 21 ersichtlich, welche in der jeweiligen Arbeitsposition der Schrämmaschine zwischen Firste und
Sohle verspannt werden können. In Fig. 2 sind darüber hinaus auch noch die in einer derartigen verspannten Position zum Einsatz gelangenden Ankerbohr- und Setzeinrichtungen 22 schematisch angedeutet, welche bei Verfahren der Maschine bzw. des Maschinenrahmens 1 entsprechend eingeschwenkt werden können, um die Manövrierbarkeit nicht zu behindern.
Aus der Darstellung nach Fig.3 schliesslich ist wiederum das Raupenfahrwerk 2 sowie das hin- tere Abwurfende 11 des maschineneigenen Förderers 10 ersichtlich. Die Düsen 14 bestreichen hierbei in dieser Ansicht jeweils einen Bereich von etwa 180 , welcher durch den schraffierten
Bereich 23 ersichtlich ist und erfassen daher sowohl die Ulme 19 als auch die Firste 18 mit einer entsprechenden kleinen Überschneidung im mittleren Bereich, sodass eine vollständige Abde- ckung gewährleistet ist. Die Orientierung der Düsen ist hierbei in einfacher Weise so getroffen, dass der tiefste erfasste Punkt der Ulme 19 unterhalb der Position der Düsen selbst liegt, wobei die
Basiskante des sich über 180 erstreckenden Strahles entsprechend dem Bereich 23 entspre- chend um etwa 30 aus der Horizontalebene nach unten verschwenkt wird.
Bei entsprechender
Anordnung der beiden Düsen treffen diese Basiskanten in der Streckenmitte im Bereich der Firste
18 wiederum unter Überlappung auf die Firste, sodass mit lediglich 2 Düsen eine entsprechend weitestgehend vollständige Abdeckung des zu schützenden Bereiches ermöglicht wird.
Die erforderliche aufzubringende Staubmenge wird durch die örtlichen Sicherheitsbestimmun- gen jeweils gesondert festgelegt. Gebräuchlich sind z. B. 0,8 kg Gesteinsstaub pro m2 freigelegter
Streckenfläche aufzubringen. Damit nun die maximale Verfahrgeschwindigkeit der Vortriebsma- schine ausgenutzt werden kann, muss die Förderleistung des Schneckenförderers darauf abge- stimmt werden.
Bei einer Abschlagtiefe von z. B. 1,37 m sind bei entsprechendem Streckenprofil ca. 11 kg
Gesteinsstaub an die Firste und Ulme aufzublasen, um eine ausreichende Bindung mit dem ober- flächlichen Kohlenstaub sicherzustellen. Bei einer Verfahrgeschwindigkeit der Vortriebsmaschine von 4 m/min ergibt dies eine Verfahrzeit von ca. 25 sec. Somit sind 11kg Gesteinsstaub in 25 sec. aufzublasen. Die Förderleistung des Schneckenförderers und des Luftkompressors sind darauf abzustimmen.
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